淺析房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

師順昌

【摘要】房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)作為房屋建筑工程施工的基礎(chǔ)的和前提，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的好壞直接影響著整個(gè)房屋建筑工程施工的施工進(jìn)度和施工質(zhì)量，同時(shí)還影響著房屋建筑工程的安全性、適用性和耐久性。因此，本文就房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析探討。

【關(guān)鍵詞】房屋建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

一、房屋建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)概述

在進(jìn)行房屋建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮的因素較多，其基礎(chǔ)的面積、承載力、內(nèi)力及配筋等的確定，需要進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算才能取得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，所以在計(jì)算過程中需要結(jié)合工程地質(zhì)勘察報(bào)告、上部結(jié)構(gòu)類型、需要承受的工作荷載效應(yīng)、施工技術(shù)水平及材料等多個(gè)方面的因素，只有進(jìn)行周全的考慮，才能確保基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)各項(xiàng)計(jì)算的準(zhǔn)確性，確保基礎(chǔ)的安全和穩(wěn)定。

目前在我國房屋建筑基礎(chǔ)工程施工中，通常都會(huì)采用深樁基礎(chǔ)來進(jìn)行施工，利用樁基礎(chǔ)進(jìn)行施工，不僅施工較為簡單，而且樁基礎(chǔ)受力較為合理，可以使深部土層的承載能力充分的發(fā)揮出來。同時(shí)樁基礎(chǔ)與現(xiàn)代施工技術(shù)和材料實(shí)現(xiàn)了完美的結(jié)合，這有效的提高了樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的水平，使其在基礎(chǔ)工程中發(fā)揮著更好的性能。

在實(shí)際工程施工中，由于不同的結(jié)構(gòu)物對施工要求會(huì)有所不同，同時(shí)施工過程中地質(zhì)條件和施工方法也會(huì)有所不同，所以會(huì)利用不同的樁和樁基礎(chǔ)來進(jìn)行施工。目前在基礎(chǔ)施工中通常會(huì)采用端承樁和摩擦樁，由于端承樁其樁底處于巖層和硬土層中，土層具有較好的非壓縮性，這樣就有效的避免了樁發(fā)生沉積，樁具有良好的承載力。而摩擦樁主要是依靠樁側(cè)摩擦阻力來承擔(dān)豎向荷載，而且樁底土層也會(huì)對豎向荷載具有一定的支承力，但由于底部支承的土層具有可壓縮性，所以樁基的沉降量還是會(huì)較大的。

在房屋建筑基礎(chǔ)施工時(shí)利用樁基礎(chǔ)進(jìn)行施工時(shí)，其受力方式有獨(dú)自受力和樁土共同受力兩種情況，其目的都是為了將上部結(jié)構(gòu)的荷載傳遞給地基。在基礎(chǔ)施工時(shí)，如果利用天然地基，則無法對建筑物不同部位下的土層厚度進(jìn)行有效的控制，所以土層薄、厚及缺失情況都會(huì)存在，這樣在建筑物上部結(jié)構(gòu)荷載下不可避免的會(huì)導(dǎo)致沉降的發(fā)生，但利用樁基礎(chǔ)作為基礎(chǔ)工程承載時(shí)，其承載力則會(huì)傳遞給下層的硬土層或是巖石層，能夠更好的實(shí)現(xiàn)對建筑物沉降量實(shí)現(xiàn)控制。

二、房屋建筑的幾種基礎(chǔ)形式

1、樁基礎(chǔ)

樁基礎(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)是承載力高、沉降量小。樁基礎(chǔ)可以應(yīng)對地基變形和強(qiáng)度不足的情況。以下情形都可以應(yīng)用樁基礎(chǔ)：建筑物的上部結(jié)構(gòu)荷載較大，而地基上部負(fù)載能力小時(shí)，下部可作為樁端持力層的堅(jiān)實(shí)土層；對土層不是很厚，土質(zhì)很差，土方量較大時(shí)可考慮采用鉆孔，灌注短樁。

2、柱下條形基礎(chǔ)及十字交叉基礎(chǔ)

柱下條形基礎(chǔ)及十字交叉基礎(chǔ)的剛度較大，可以調(diào)整沉降的均勻度，但其缺陷是在柱間距比較大時(shí)不能采用。以下情形可以應(yīng)用柱下條形基礎(chǔ)及十字交叉基礎(chǔ)：一是上部機(jī)構(gòu)載荷較大、地基的承載能力不足的是時(shí)候，其他基礎(chǔ)形式不能滿足要求時(shí)；二是地基的承載能力比較小，但柱荷載卻比較大的情形。

3、混凝土筏片基礎(chǔ)

混凝土筏片基礎(chǔ)具有整體剛度大、可調(diào)整整體沉降的均勻度的優(yōu)點(diǎn)。它適用于基礎(chǔ)之間的空隙較小并且底面積出現(xiàn)重疊的情況。其多應(yīng)用于有地下室的結(jié)構(gòu)。

4、獨(dú)立基礎(chǔ)

獨(dú)立基礎(chǔ)主要分為剛性獨(dú)立基礎(chǔ)和柔性獨(dú)立基礎(chǔ)。他們多應(yīng)用于柱下基礎(chǔ)。基礎(chǔ)的斷面主要有方形和矩形。獨(dú)立基礎(chǔ)較其他基礎(chǔ)有很高的性價(jià)比。比較適合在多層建筑的上部結(jié)構(gòu)作為框架體系的情形，除此之外在民用建筑中也有廣泛應(yīng)用。

三、房屋建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題

1、承重柱截面高度設(shè)計(jì)過小

這種情況多發(fā)生于六度抗震設(shè)防區(qū)。一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者誤認(rèn)為六度設(shè)防就是不設(shè)防，為圖受力分析方便，他們故意把柱子的截面高度設(shè)計(jì)得過小，使梁柱的線剛度比加大，把梁簡化為鉸支梁，柱按軸心受壓計(jì)算。這種做法雖然易于進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力分析，但卻給房屋結(jié)構(gòu)埋下了隱患。因?yàn)檫@樣做忽略了梁柱間的剛結(jié)作用，即忽略了柱對梁的約束彎矩，加之柱截面和配筋都較小，結(jié)構(gòu)一旦受力后，柱頂抗彎強(qiáng)度必然不足，從而柱子及梁底附近將會(huì)出現(xiàn)一條或多條水平裂縫，形成塑性鉸。

2、做好屋頂結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)

由于近年來各地“平改坡”的呼聲較為嚴(yán)重，為符合客戶需要，目前很多房屋建筑大都采用坡屋面的結(jié)構(gòu)形式。這一結(jié)構(gòu)形式主要有梁板式與折板式，若建筑板的跨度較大且建筑平面不規(guī)則，屋脊線的轉(zhuǎn)折和屋面坡度復(fù)雜，因而基于此種坡屋面大都選擇梁板式。反之，則采取折板式。它們的共同點(diǎn)就是這兩種板都是偏心受拉構(gòu)件。板配筋時(shí)，為有效抵抗拉力，應(yīng)拉通部分或全部板負(fù)筋。板厚度應(yīng)根據(jù)構(gòu)件而定，通常不低120mm，并在梁板折角處布置鋼筋大樣示意圖。

3、充分考慮環(huán)境溫度對建筑結(jié)構(gòu)的影響

由于受到外界氣溫的影響混凝土基礎(chǔ)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)的裂縫。所以在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該把環(huán)境溫度對混凝土基礎(chǔ)的影響考慮進(jìn)去，如氣溫驟降、保溫層失去效果、暴雨侵襲等造成環(huán)境溫度下降，易使混凝土表面出現(xiàn)裂縫。因此不能貪圖繪制上的簡便和施工的便利而利用后澆帶代替伸縮縫。就此就要求設(shè)計(jì)人員嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)繪制標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置伸縮縫。

4、地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的地基土與結(jié)構(gòu)共同作用問題分析

共同作用概念源于高層建筑與地基基礎(chǔ)共同作用，即是把高層建筑、基礎(chǔ)和地基三者看成一個(gè)整體，并要滿足地基、基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)三者在接觸部位的變形協(xié)調(diào)條件。而地基基礎(chǔ)的共同作用是指：地基土與基礎(chǔ)（各種類型的樁，包括：柔性樁、半柔性樁、剛性樁等）共同承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)荷載。地基與基礎(chǔ)之間的荷載分擔(dān)比是根據(jù)基礎(chǔ)變形協(xié)調(diào)條件確定的。由此可以看出：用沉降控制來設(shè)計(jì)地基基礎(chǔ)正是地基基礎(chǔ)共同作用概念的具體運(yùn)用，地基處理或基礎(chǔ)加固就是視基礎(chǔ)沉陷量大小的控制要求確定地基補(bǔ)強(qiáng)的程度和發(fā)揮原地基土承載力的程度。影響地基土與基礎(chǔ)的荷載分擔(dān)比因素主要有：基礎(chǔ)（包括加固體）剛度的大小、地基土的土性、基礎(chǔ)型式等。

5、對軟弱地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的探討

局部軟弱地基的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，采用不同的處理方式時(shí)應(yīng)在滿足地基承載力及土層不發(fā)生整體破壞的前提下，以基礎(chǔ)的沉降量為控制條件，滿足使用要求和地基規(guī)范允許的沉降量是可以做到經(jīng)濟(jì)合理的。在改變地基條件的情況下，還需配合改變基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，一般情況下，變更基礎(chǔ)的尺寸，可以有效地調(diào)整基底附加壓力的分布和大小從而改變地基變形值。當(dāng)基底附加壓力相同時(shí)地基的變形是隨基底尺寸的增大而增大，而在確定的荷載下若增大基底面積，將會(huì)使地基的變形量減小。當(dāng)然在驗(yàn)算地基變形，調(diào)整基底尺寸時(shí)還應(yīng)考慮其它因素的影響。在軟弱粘性土中采用卵石樁可以提高地基承載力，加速固結(jié)沉降，改善地基的整體穩(wěn)定性。有關(guān)軟弱土地基，處理的方式方法也有多種，同樣又受各種諸多因素的影響很難用一種固定模式確定某種處理形式好，因此在場地條件不同的情況下，須經(jīng)過分析研究再做決定。

結(jié)束語

國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使得我國建筑業(yè)也得到迅速發(fā)展，但是同時(shí)也存在一些問題，設(shè)計(jì)人員要做好房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，做好設(shè)計(jì)工作中每一個(gè)細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)，不要盲目參照或者套用其他設(shè)計(jì)結(jié)果，這樣才能從根本上保證房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，進(jìn)而確保房屋建筑工程的質(zhì)量。

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